Sensor de Corrente de Foucault Emerson EPRO PR6423/011-100 + Conversor CON021

Sistema Sensor de Corrente Parasita Emerson EPRO PR6423/011-100 + Conversor CON021

O Emerson EPRO PR6423/011-100 + CON021 é um sistema completo de medição de deslocamento por correntes parasitas que combina uma sonda de proximidade de alta precisão de 8mm com um conversor de sinal avançado. Esta solução integrada oferece monitoramento sem contato da posição do eixo, amplitude de vibração e deslocamento axial em aplicações de máquinas rotativas onde confiabilidade e precisão são essenciais.

Especificações Técnicas

Sonda Sensor PR6423/011-100:

• Número do Modelo: PR6423/011-100
• Diâmetro da Sonda: 8mm (rosca M8 × 1)
• Faixa de Medição: 0 a 2,0mm (0 a 80 mils)
• Linearidade: ±1% da escala completa na faixa calibrada
• Resposta de Frequência: DC a 10 kHz (ponto -3dB)
• Temperatura de Operação: -200°C a +350°C (-328°F a +662°F)
• Comprimento do Cabo: 1 metro padrão (comprimentos personalizados disponíveis)
• Tipo de Cabo: Coaxial de baixo ruído com isolamento em PTFE
• Material da Carcaça: Aço inoxidável 316L para resistência à corrosão
• Grau de Proteção: IP67 quando instalado corretamente

Conversor de Sinal CON021:

• Número do Modelo: CON021
• Entrada: Sinal da sonda de correntes parasitas (baseada em capacitância)
• Sinal de Saída: Loop de corrente 4-20mA ou tensão ±10V
• Escalonamento de Saída: Configurável pelo usuário via interruptores DIP ou software
• Fonte de Alimentação: 18-30 VCC, consumo típico de 50mA
• Precisão: ±0,5% da escala total incluindo linearidade e efeitos de temperatura
• Coeficiente de Temperatura: <0,02% por °C
• Tempo de Resposta: <1ms para 90% da variação em degrau
• Saídas de Diagnóstico: Detecção de falha na sonda, alarme de ruptura de cabo
• Montagem: Opções para trilho DIN ou montagem em painel
• Ambiente de Operação: -20°C a +70°C, 5-95% UR sem condensação
• Certificações: CE, ATEX Zona 2, conforme IECEx

Arquitetura do Sistema & Princípio de Operação

A sonda PR6423/011-100 gera um campo eletromagnético de alta frequência em sua ponta sensora. Quando posicionada próxima a um alvo condutor (tipicamente um eixo rotativo), correntes parasitas são induzidas no material do alvo. Alterações na distância entre a sonda e o alvo modificam o acoplamento eletromagnético, que a sonda detecta como variações na impedância. O conversor CON021 processa essa mudança de impedância, lineariza a curva de resposta e produz um sinal de saída proporcional adequado para PLC, DCS ou sistemas de monitoramento de vibração.

Este princípio de medição sem contato oferece várias vantagens: desgaste mecânico zero, imunidade à contaminação por óleo ou fluidos de processo, e capacidade de medir através de barreiras finas não condutivas. O sistema mantém a estabilidade da calibração por milhões de ciclos de medição sem deriva ou degradação.

Principais Recursos & Vantagens de Desempenho

• Ampla Faixa de Temperatura: A sonda opera desde ambientes criogênicos até de alta temperatura, possibilitando monitoramento em aplicações extremas como bombas de GNL e turbinas a vapor
• Resposta de Alta Frequência: Largura de banda de 10 kHz captura eventos transitórios e fenômenos de vibração em alta velocidade que sensores mais lentos não detectam
• Diagnósticos Integrados: O CON021 monitora continuamente a saúde da sonda, detectando danos no cabo, problemas no conector ou alterações no material alvo antes que causem erros de medição
• Opções Flexíveis de Saída: Saídas configuráveis de 4-20mA ou ±10V se integram perfeitamente com a infraestrutura existente de controle e monitoramento
• Construção Robusta: Sonda em aço inoxidável 316L resiste a produtos químicos corrosivos, alta vibração e choque mecânico em ambientes industriais severos
• Estabilidade de Calibração: Eletrônica compensada por temperatura mantém precisão de ±0,5% em toda a faixa operacional sem necessidade de recalibração em campo

Cenários de Aplicação Industrial

Monitoramento de Turbinas a Vapor e Gás: Meça a posição do empuxo axial e a expansão diferencial em turbinas de geração de energia. A capacidade de alta temperatura do PR6423/011-100 permite montagem direta próxima às carcaças da turbina, onde as temperaturas ultrapassam 300°C. O monitoramento em tempo real do empuxo previne falhas catastróficas dos rolamentos ao detectar movimentos axiais anormais antes do contato. Instalações típicas monitoram ambas as faces de empuxo, ativa e inativa, com configurações de sonda dupla.

Proteção de Compressor Centrífugo: Acompanhe a vibração radial do eixo e a posição em compressores multietapas que manipulam gás natural, ar ou refrigerantes. A largura de banda de 10 kHz do sistema captura frequências de passagem das pás e instabilidades subsíncronas que indicam iminente surto ou desgaste dos rolamentos. A integração com sistemas de proteção de máquinas API 670 permite desligamento automático quando a vibração ultrapassa os limites de alarme, prevenindo danos secundários a selos e impulsor.

Monitoramento de Grandes Motores e Geradores: Monitore a excentricidade do rotor e a uniformidade do entreferro em motores com potência superior a 1 MW. Entreferros irregulares causam desequilíbrio eletromagnético, levando ao aumento da vibração e falha prematura dos rolamentos. O sistema PR6423/011-100 detecta variações no entreferro tão pequenas quanto 50 microns, permitindo que as equipes de manutenção programem ações corretivas durante paradas planejadas, em vez de responder a falhas emergenciais.

Monitoramento da Posição do Eixo da Bomba: Meça a posição axial e radial em bombas críticas que manipulam fluidos corrosivos ou de alta temperatura. Em bombas verticais, o monitoramento da posição axial detecta desgaste do rolamento de empuxo antes de falha catastrófica. Em bombas horizontais, as medições radiais identificam desalinhamento, assentamento da fundação ou degradação do acoplamento. A classificação IP67 da sonda e sua construção resistente à corrosão permitem instalação em ambientes úmidos ou quimicamente agressivos.

Laminação & Processamento de Metais: Monitore a posição e excentricidade dos rolos em laminadores de aço, alumínio e papel. O controle preciso da folga entre rolos de trabalho e rolos de apoio garante espessura e acabamento superficial consistentes do produto. A imunidade do sistema de correntes parasitas a escamas, fluidos de refrigeração e lubrificantes o torna ideal para ambientes severos de laminação onde sensores ópticos ou mecânicos falham rapidamente.

Soluções Técnicas & Estratégias de Integração

Otimização do Material Alvo: O sistema é calibrado de fábrica para alvos de aço carbono, mas pode ser ajustado em campo para aço inoxidável, alumínio ou outros materiais condutivos. O acabamento da superfície do alvo afeta a precisão da medição—superfícies usinadas com Ra <3,2 μm fornecem resultados ótimos. Para superfícies ásperas ou irregulares, a função de média do CON021 reduz o ruído mantendo tempo de resposta adequado.

Melhores Práticas de Instalação: Monte a sonda perpendicular à superfície alvo com a ponta sensora posicionada na faixa média da folga (tipicamente 1,0mm para uma sonda de alcance 2,0mm). Isso proporciona espaço igual para deslocamento positivo e negativo. Use composto trava-rosca para evitar afrouxamento causado por vibração e roteie os cabos longe de linhas de alta tensão para minimizar interferência eletromagnética. O conversor CON021 deve ser instalado em um invólucro com controle de temperatura quando as condições ambientais excederem sua faixa operacional.

Sistemas Multicanais: Para monitoramento abrangente de máquinas, instale múltiplas sondas PR6423 em intervalos de 90° ao redor do eixo para medir deslocamento X-Y e calcular padrões de órbita. Os conversores CON021 alimentam canais individuais em monitores de vibração como os sistemas Emerson AMS 6500 ou Bently Nevada 3500. A amostragem sincronizada entre canais permite diagnósticos avançados, incluindo análise de forma modal e cálculos de vetor de desbalanceamento.

Integração de Redundância & Segurança: Em sistemas de segurança classificados SIL, implemente configurações de sonda dupla com conversores CON021 independentes alimentando lógica de votação 2oo3. Essa arquitetura fornece tolerância a falhas enquanto mantém os níveis de integridade de segurança exigidos para sistemas de desligamento de emergência. As saídas de diagnóstico do CON021 se integram com PLCs de segurança para anunciar falhas nas sondas sem disparar desligamentos falsos.

Calibração & Comissionamento

O sistema PR6423/011-100 + CON021 é enviado com certificados de calibração de fábrica rastreáveis a padrões nacionais. A verificação em campo requer um micrômetro de precisão ou calibrador de folga calibrado para estabelecer pontos de deslocamento conhecidos. Ajuste os potenciômetros de zero e span do CON021 (ou configurações digitais) para corresponder à faixa de saída desejada. Para aplicações críticas, realize calibração dinâmica usando uma mesa vibratória para verificar a resposta em frequência e características de fase em toda a largura de banda operacional.

Manutenção & Solução de Problemas

Sistemas de corrente de Foucault requerem manutenção mínima devido ao seu design sem contato. Inspeções trimestrais devem verificar a integridade do cabo, aperto dos conectores e condição da superfície do alvo. Os LEDs de diagnóstico do CON021 fornecem indicação instantânea de status: verde para operação normal, amarelo para qualidade marginal do sinal e vermelho para condições de falha da sonda. Problemas comuns incluem contaminação da superfície do alvo (resolvida com limpeza), danos no cabo por vibração (exigindo substituição do cabo) e ajuste incorreto da folga (corrigido reposicionando a sonda).

O desvio de sinal ao longo do tempo normalmente indica mudanças no material alvo (corrosão ou revestimento) em vez de degradação do sensor. A recalibração restaura a precisão sem substituição de hardware. O MTBF do sistema excede 200.000 horas sob condições industriais normais, com a vida útil da sonda limitada principalmente por danos mecânicos e não por falha elétrica.

Compatibilidade e Expansão do Sistema

O conversor CON021 se conecta a todas as sondas da série Emerson EPRO PR6423, permitindo expansão do sistema ou substituição da sonda sem alterações no conversor. Os sinais de saída conectam-se diretamente aos sistemas de monitoramento de saúde de máquinas Emerson AMS, às placas de entrada analógica DeltaV DCS ou a monitores de vibração de terceiros que suportam entradas 4-20mA ou ±10V. Para sistemas legados que usam faixas ±5V ou 0-10V, módulos externos de condicionamento de sinal fornecem compatibilidade de interface.

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